一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方法及装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104326547 A (43)申请公布日 2015.02.04 CN 104326547 A (21)申请号 201410568925.6 (22)申请日 2014.10.23 C02F 1/72(2006.01) F22D 5/00(2006.01) C23F 15/00(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网河南省电力公司电力科学研究 院 河南恩湃高科集团有限公司 (72)发明人 张小霓 吴文龙 王锋涛 常亮 (74)专利代理机构 郑州联科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 41104 代理人。

2、 刘建芳 杨海霞 (54) 发明名称 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方 法及装置 (57) 摘要 本发明公开一种燃煤机组锅炉高压给水微 氧精准控制方法 ： 在加氧之前， 停加联氨， 关闭除 氧器排汽门， 控制热力系统氢导值小于 0.15s/ cm， 转化前期控制除氧器出口溶氧量范围为 30 50g/L ； 转化中期控制除氧器出口溶氧量范围 为 10 30g/L ； 转化后期控制省煤器入口溶氧 量范围为 10 20g/L。当省煤器入口溶氧表示 数小于除氧器出口溶氧表示数的 60时， 计为转 化前期 ； 当省煤器入口溶氧表示数为除氧器出口 溶氧表示数的 60 70时， 计为转化中期 ； 当省。

3、 煤器入口溶氧表示数大于除氧器出口溶氧表示数 的 70时， 计为转化后期。该方法可降低燃煤机 组热力系统金属材质腐蚀和积盐速率 ； 降低过热 器、 再热器爆管风险。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104326547 A CN 104326547 A 1/1 页 2 1. 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方法， 其特征在于， 在给水加氧之前， 停加 联氨， 关闭除氧器排汽门， 控制热力系统氢导值小于 0.15s/cm， 其中，。

4、 转化前期控制除氧 器出口溶氧量范围为 30 50g/L ； 转化中期控制除氧器出口溶氧量范围为 10 30g/ L ； 转化后期控制省煤器入口溶氧量范围为1020g/L ； 当省煤器入口溶氧表示数小于除 氧器出口溶氧表示数的 60时， 计为转化前期 ； 当省煤器入口溶氧表示数为除氧器出口溶 氧表示数的 60 70时， 计为转化中期 ； 当省煤器入口溶氧表示数大于除氧器出口溶氧表 示数的 70时， 计为转化后期。 2. 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制装置， 其特征在于， 包括顺次连接的氧气 瓶组、 第一减压阀和第二减压阀， 所述第一减压阀和第二减压阀之间的管路由并联的 2 6 个加氧支路。

5、组成 ； 所述加氧支路上设有阀门和流量计 ； 所述加氧支路为直径 1mm 的不锈钢 管 ； 第二减压阀连接给水加氧点。 权 利 要 求 书 CN 104326547 A 2 1/4 页 3 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方法及装置 0001 技术领域 本发明属于燃煤机组锅炉给水处理技术领域， 具体涉及一种燃煤机组锅炉高压给水微 氧精准控制方法及装置。 0002 背景技术 水汽作为火电机组热力设备的循环工作介质， 起到了实现机组能量转换的重要作用。 水汽品质和给水处理方式对热力设备的腐蚀防护、 运行寿命及安全经济运行意义重大。为 降低燃煤机组锅炉热力系统金属材质腐蚀速率和热力设备结垢、 积。

6、盐速率， 避免流动加速 腐蚀 （Flow Accelerated Corrosion， 简称 FAC） ， 提高机组运行的安全经济性， 应根据机组 热力系统的金属材质、 给水水质和特点等条件选择合适的处理方式。 0003 DL/T 805.4-2004火电厂汽水化学导则第 4 部分 ： 锅炉给水处理 给出了锅炉给 水处理的三种方式， 分别为 ： 1） 还原性全挥发处理 AVT(R) ： 锅炉凝结水、 给水加氨和除氧剂的还原性处理方式。 AVT(R) 处理方式适合于水质条件较差时的基建期阶段。在还原性条件下， 热力系统金属表 面形成了双层Fe3O4氧化膜， 由致密的Fe3O4内伸层和多孔、 疏松。

7、的Fe3O4外延层构成， 不耐冲 击， 给水系统局部容易发生FAC， 沉积物冲至下游省煤器、 水冷壁等处。 随着机组水质条件的 好转， AVT(R) 处理方式对热力系统的腐蚀防护效果较差， 普遍存在热力系统沉积率高、 积盐 率高等问题。 0004 2） 氧化性全挥发处理 AVT(O) ： 锅炉凝结水、 给水只加氨的处理方式， 属于氧化 性处理方法。 但在实际应用中， 往往受制于机组自身溶氧量不足等条件限制， 导致实施效果 不佳。 0005 3） 加氧处理 （OT） ： 锅炉凝结水、 给水加氧的处理方式。OT 的基本原理是全系统加 氧， 包括水冷壁、 蒸汽和疏水系统。标准 DL/T 805.1-。

8、2011 火电厂汽水化学导则第 1 部分 ： 锅炉给水加氧处理导则 中对溶解氧范围的规定宽泛， 要求控制高压给水溶解氧在 30 150g/L， 控制主蒸汽溶解氧10g/L。 实际操作中， 可能会加速过热器、 再热器氧化皮生 长、 剥落， 增加爆管风险。 目前采用加氧处理工艺的直流炉， 确实有过热器、 再热器氧化皮脱 落、 机组爆管情况的存在。 0006 如图 1 所述， 锅炉给水分为低压给水和高压给水。从凝结水泵 1、 精处理混床 2、 低压加热器 3 至除氧器 4 的给水称为低压给水， 从给水泵 5、 高压加热器 6 至省煤器 7 的给 水称为高压给水。无论采用哪种给水处理方式， 水和蒸汽对。

9、热力系统的金属材料都会有腐 蚀作用。实践表明， 采用还原性处理方式， 超 （超） 临界机组的高压给水段在高温、 高压条件 下， 是产生 FAC 的主要部位之一。疏松的铁氧化物腐蚀产物迁移至省煤器、 水冷壁等后续系 统， 随蒸汽沉积至汽轮机叶片， 造成热力系统高沉积率和高积盐率。 给水氧化性处理方式通 过加入氧化剂 （一般是氧气） 使热力系统金属沉积层表面转化成为稳定的 Fe2O3， 同时堵塞 Fe3O4膜层微孔， 使防护层更加致密， 可以有效防范 FAC 的发生， 具有良好的腐蚀防护效果， 是目前火力发电厂超 （超） 临界燃煤机组锅炉给水处理方式的发展趋势。但同时氧化性处理 方式也存在一定的弊。

10、端 ： 蒸汽中过高的溶解氧对加速过热器、 再热器氧化皮的生长、 剥落确 说 明 书 CN 104326547 A 3 2/4 页 4 有影响。 0007 发电企业一方面要追求热力系统良好的腐蚀防护效果， 提高机组运行的经济性和 安全性 ； 另一方面要降低由于过热器、 再热器氧化皮生长、 剥落造成的爆管风险， 因此， 亟待 寻找安全有效的高压给水微氧精准控制方法和装置。 0008 发明内容 本发明目的在于提供一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方法及装置， 其能降低 火力发电厂燃煤机组热力系统腐蚀速率和积盐速率 ； 避免由于过量溶氧进入蒸汽， 过热器、 再热器氧化皮生长加速、 剥落造成的爆管问题。

11、。 0009 为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案 ： 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方法， 具体为 ： 在给水加氧之前， 停加联氨， 关闭除氧器排汽门， 控制热力系统氢导值小于 0.15s/cm， 其中， 转化前期控制除氧器出口 溶氧量范围为 30 50g/L ； 转化中期控制除氧器出口溶氧量范围为 10 30g/L ； 转化 后期控制省煤器入口溶氧量范围为1020g/L。 当省煤器入口溶氧表示数小于除氧器出 口溶氧表示数的 60时， 计为转化前期 ； 当省煤器入口溶氧表示数为除氧器出口溶氧表示 数的 60 70时， 计为转化中期 ； 当省煤器入口溶氧表示数大于除氧器出口溶氧表示数。

12、的 70时， 计为转化后期。加氧点可选在除氧器出口在线溶氧表之前。 0010 本发明所述高压给水微氧控制方法， 在除氧器下降管的汽动给水泵入口前加入溶 解氧， 具体位置在除氧器出口溶氧表取样点之前。 在不同的转化阶段， 通过监测除氧器出口 溶解氧和省煤器入口溶解氧数值， 控制给水加氧量。在加氧之前， 停加联氨， 关闭除氧器排 汽门， 控制热力系统氢导值小于 0.15s/cm， 确保精处理氢型运行， 凝汽器严密性良好， 溶 解氧在线仪表示数准确， 即可实施给水加氧处理。 0011 本发明所述高压给水微氧控制方法， 在转化前期， 控制除氧器出口溶氧量范围在 30 50g/L 之间， 用以重点氧化除。

13、氧器出口至省煤器入口的高压给水段 （高压加热器） ， 将金属沉积层表面疏松的 Fe3O4氧化为致密的 Fe2O3， 形成致密防护层， 此时耗氧量较大， 省 煤器入口溶氧基本无变化。在转化中期， 随着高压给水段金属表面致密 Fe2O3的不断形成， 消耗氧量逐渐减少， 此时省煤器入口溶氧量呈现明显的上升趋势。因此， 适当降低加氧量， 继续控制除氧器出口溶氧量范围在 10 30g/L 之间。当省煤器入口溶氧表示数大于除 氧器出口溶氧表示数的 70时， 进入转化后期。此时， 高压给水段金属表面致密 Fe2O3基本 形成， 只需维持整个系统铁氧化物的局部修复和氧化环境， 消耗氧气量减少， 控制省煤器入 。

14、口溶氧量在 10 20g/L。 0012 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制装置， 其包括顺次连接的氧气瓶组、 第 一减压阀和第二减压阀， 所述第一减压阀和第二减压阀之间的管路由并联的 2 6 个加氧 支路组成 ； 所述加氧支路上设有阀门和流量计 ； 所述加氧支路为直径1mm的不锈钢管 ； 第二 减压阀连接给水加氧点。 0013 本发明所述给水加氧精确控制装置， 将原来由标准 DL/T 805.1-2011 中规定的内 径为 5 7mm 的氧气输送管路， 更换为采用 2 6 个并联的加氧支路来控制氧气输送并将 其送至水加氧点， 加氧支路采用有效直径为1mm的不锈钢管， 每个支管承压均大于2M。

15、Pa。 这 样， 可以达到有效、 精准地控制给水加氧量的目的， 以实现高压给水系统铁氧化物的充分转 化、 加入氧气在锅炉省煤器和水冷壁即消耗殆尽， 不进入蒸汽系统， 降低了沉积率以及过热 说 明 书 CN 104326547 A 4 3/4 页 5 器、 再热器氧化皮生长加速、 剥落和爆管的风险。 0014 与现有技术相比， 本发明的优点和有益效果在于 ： 1） 本发明给水加氧方法通过有效、 精准控制高压给水系统微量溶解氧， 使溶解氧在省 煤器或水冷壁阶段消耗殆尽， 不进入蒸汽系统， 既解决了高压给水系统的 FAC 问题， 降低了 热力系统沉积率和积盐率， 又避免了氧化皮生产过快、 剥落、 局。

16、部堵塞、 爆管的问题。 0015 2） 本发明给水加氧方法提出了转化过程的三个阶段， 并明确了三个阶段的溶氧控 制指标和转化过程节点， 操作方便、 风险小。 0016 3） 本发明微氧控制装置通过设计并联的小流量支路这种简单的物理方式来控制 加氧量， 有效避免了由于人为误操作等原因导致过量氧气进入蒸汽。 0017 附图说明 图1为现有燃煤机组锅炉高压给水系统的示意简图 ； 图中1为凝结水泵 ； 2为精处理混 床 ； 3 为低压加热器 （分别包括 #8、 #7、 #6、 #5 低压加热器） ； 4 为除氧器 ； 5 为给水泵 ； 6 为高 压加热器 （分别包括 #3、 #2、 #1 高压加热器）。

17、 ； 7 为省煤器 ； 图2为本发明所述高压给水微氧精准控制装置结构示意图 ； 图中8为氧气瓶组 ； 9为第 一减压阀 ； 10 为阀门 ； 11 为流量计 ； 12 为第二减压阀。 0018 具体实施方式 现结合附图和实施例对本发明作进一步的说明， 但本发明的保护范围不限于此。 0019 实施例 1 如图 2 所示， 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制装置， 其包括顺次连接的氧气 瓶组 8、 第一减压阀 9 和第二减压阀 12， 所述第一减压阀 9 和第二减压阀 12 之间的管路由 并联的5个加氧支路组成 ； 所述加氧支路上设有阀门10和流量计11 ； 所述加氧支路为有效 直径为 1mm 。

18、的不锈钢管。第二减压阀 12 连接给水加氧点。所述氧气瓶组 8 为若干个氧气 瓶。 0020 一种燃煤机组锅炉高压给水微氧精准控制方法， 具体为 ： 在给水加氧之前， 停加联 氨， 关闭除氧器排汽门， 控制热力系统氢导值小于 0.15s/cm， 其中， 转化前期控制除氧器 出口溶氧量范围为 30 40g/L ； 转化中期控制除氧器出口溶氧量范围为 15 30g/L ； 转化后期控制省煤器入口溶氧量范围为 10 15g/L ； 当省煤器入口溶氧表示数小于除氧 器出口溶氧表示数的 70时， 计为转化前期 ； 当省煤器入口溶氧表示数为除氧器出口溶氧 表示数的 70时， 计为转化中期 ； 当省煤器入口。

19、溶氧表示数大于除氧器出口溶氧表示数的 70时， 计为转化后期。 0021 应用实例 以河南某 600MW 机组为例， 该电厂自基建期起， 给水采用 AVT(R) 处理方式。运行三年， 给水泵压力增加约 1.6MPa。机组大修检查， 发现水冷壁、 省煤器、 汽轮机叶片沉积率较高。 为降低沉积率， 提高机组运行的安全性和经济性， 在对机组实施化学清洗后， 该机组给水实 施加氧处理。 0022 实施条件 ：（1） 该机组凝汽器严密性良好， 凝结水溶解氧约 5 8g/L ；（2） 热力 系统氢导值在 0.06 0.07s/cm ；（3） 精处理氢型运行 ；（4） 对凝结水、 除氧器入口、 除氧 器出口。

20、、 省煤器入口、 主蒸汽的化学在线溶氧表进行校准 ；（5） 停加联氨， 关闭除氧器排汽 门。 说 明 书 CN 104326547 A 5 4/4 页 6 0023 实施过程如下 ： 加氧位置 ： 在除氧器出口在线溶氧表取样点之前。 转化初期， 除氧器出口溶氧量控制范 围为 30 40g/L ； 转化中期， 省煤器入口溶氧量呈现出明显的上升趋势。继续维持除氧 器出口溶氧量 15 30g/L 的范围。当省煤器入口溶氧表示数为除氧器出口溶氧表示数 的 70后。进入转化后期， 调整高压给水的加氧量， 控制省煤器入口溶氧量为 10 15g/ L。 0024 在实施过程中， 监测省煤器入口铁的变化情况和。

21、主蒸汽溶解氧的变化。 0025 实施效果 ： 1） 省煤器入口铁含量。 0026 转化期间， 对该机组水汽运行参数的连续跟踪分析和给水含铁量连续高频次的测 定 ； 结果显示， 铁已经基本稳定在标准 GB/T 12145-2008 中要求的期望值 3 g/L 以下， 小 于 3g/L 的数据比例占据 75。 0027 2） 割管情况。 0028 根据一年后机组管样检查结果， 省煤器表面呈棕红色， 是典型的 Fe2O3表面颜色， 垢层致密， 无分层， 和 AVT（R） 处理方式下的省煤器管样表面沉积物明显分为两层形成鲜明 的对比。 0029 机组水冷壁、 省煤器结垢评价由三类降低至一类。 0030 3） 给水泵压力变化情况。 0031 在相同参数条件下， 运行 2 年时间， 给水泵压力变化为 0.25MPa， 热力系统阻力增 加较缓慢。 0032 4） 主蒸汽溶氧变化情况。 0033 长期跟踪主蒸汽化学在线溶氧表的示数， 发现其未有较大波动。 0034 从上述各情况来看 ： 采用本发明高压给水氧化处理方法的实施效果良好， 机组沉 积物降低， 蒸汽溶氧无明显变化。 说 明 书 CN 104326547 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104326547 A 7 。